Контрольная работа по "Биологии"

Липиды (от греч. lipos - жир), жироподобные вещества, входящие в состав всех живых клеток. Определение понятия липидов неоднозначно. Иногда к липидам относят любые прир. вещества, извлекаемые из организмов, тканей или клеток такими неполярными орг. растворителями, как хлороформ, диэтиловый эфир или бензол. В некоторых случаях липиды рассматривают как производные жирных кислот и родственных им соед. или как любые прир. амфифильные вещества (их молекулы содержат как гидрофильные, так и гидрофобные группировки). Ни одно из этих определений не является исчерпывающим. Следует ли причислять к липидам терпеноиды, жирорастворимые витамины и гормоны, остается спорным.

Исторический очерк. Некоторые  липиды (жиры животные, растительные масла) используют с древнейших времен как  продукты питания, для приготовления  лек. и косметич. препаратов, лакокрасочных материалов, а также для освещения. С нач. 18 в. липиды стали использовать для мыловарения, а в 20 в. - для приготовления моющих ср-в, эмульгаторов, детергентов, пластификаторов и технол. смазок. Первый элементный анализ липида выполнен в нач. 19 в. А. Лавуазье, а первые исследования по выяснению хим. строения Л. принадлежат К. Шееле и М. Шеврёлю. Впервые синтезы триглицеридов осуществили М. Бертло в 1854 и Ш. Вюрц в 1859. Фосфолипиды выделены М. Гобли в 1847, а затем получены в более чистом виде Ф. А. Хоппе-Зейлером в 1877. К этому времени уже было установлено строение ряда важнейших жирных кислот. Дальнейшую историю изучения липидов можно разделить на три периода, различающиеся по методич. уровню исследований. На первом этапе (1880-1950) липиды исследовали традиционными методами орг. химии, второй этап (1950-1970) характеризуется широким применением методов хроматографии, а последний (70-80-е гг.) - использованием таких физ.-хим. методов, как масс-спектрометрия, оптич. спектроскопия и радиоспектроскопия, флуоресцентный анализ и др.

Классификация липидов В соответствии с хим. строением различают три осн. группы липидов: 1) жирные кислоты и продукты их ферментативного окисления, 2) глицеролипиды (содержат в молекуле остаток глицерина), 3) липиды, не содержащие в молекуле остаток глицерина (за исключением соед., входящих в первую группу). В первую группу входят наряду с жирными кислотами простагландины и др. гидроксикислоты; во вторую - моно-, ди- и триглицериды и их алкил- и 1-алкенил (плазмалогены)замещенные аналоги, а также гликозилдиглицериды и большинство фосфолипидов; в третью группу входят сфинголипиды, стерины и воски. По др. классификации (она приведена на схеме), липиды подразделяют на нейтральные Л., фосфолипиды и гликолипиды. В организмах встречаются также многочисл. типы минорных липидов - фосфатидилглицерин, липопептиды, липополисахариды, диольные липиды и др. В липидных экстрактах часто присутствуют продукты частичного гидролиза липидов - лизофосфолипиды и своб. жирные кислоты, а также продукты автоокисления и ферментативного окисления последних, в т.ч. разнообразные продукты превращ. арахидоновой кислоты - т. наз. эйкозаноиды (простагландины, лепкотриены и др.).

Структура. Наиб. распространенные типы липидов - глицеролипиды и производные сфингозина СН3(СН2)12СН=CHCH(OH)CH(NH2)CH2OH. В нейтральных глицеролипидах гидроксильные группы глицерина замещены остатками жирных кислот, алифатич. спиртов или альдегидов. В полярных глицеролипидах две гидроксильные группы глицерина замещены чаще всего жирными кислотами, а третья связана либо с остатком ортофосфорной кислоты (свободной или этерифицированной холимом, этаноламином, серином, глицерином или миоинозитом), либо с остатками сахаров, как у гликозиллиглицеридов.

Белки

Белки (протеины) — органические соединения, структурной основой  которых служит полипептидная цепь, состоящая из аминокислотных остатков, соединенных пептидными связями (—СО—NH2—) в определенной последовательности. Белки являются главными компонентами всех организмов, обеспечивающими выполнение важнейших процессов жизнедеятельности. В основном все Б. построены из 20 стандартных аминокислот и отличаются друг от друга лишь последовательностью соединения аминокислотных звеньев, что допускает, однако, возможность существования огромного множества разнообразных белков. Полипептидная цепь всех Б. на одном конце имеет NH2-группу (N-конец), а на другом — СООН-группу (С-конец). Молекулы некоторых белков состоят из нескольких полипептидных цепей.

    Так называемые  сложные белки помимо аминокислот  содержат простетическую группу, необходимую для выполнения белком его биологической функции. В зависимости от химической природы простетических групп различают несколько классов сложных белков (табл.). Ковалентные взаимодействия между аминокислотными остатками в полипептидной цепи и между белковой частью молекулы и простетической группой сложного Б. определяют так называемую первичную структуру белка, от которой зависят все его свойства. Первичная структура каждого белка закодирована в геноме (см. Ген). Замена хотя бы одной аминокислоты в полипептидной цепи в результате генетической мутации или по другой причине может существенно изменить функциональные свойства Б. В ряде случаев такая замена может привести к развитию «молекулярного» заболевания. Так, серповидно-клеточная анемия (см. Анемии) развивается в результате генетически детерминированной замены остатка глутаминовой кислоты в 6-м положении b-цепи гемоглобина на остаток валина.

Илллюстрации первого и второго законов Менделя

2. Выяснение генотипов  организмов по генотипам и  фенотипам родителей и потомков

3. Выяснение генотипов  родителей по расщеплению в  потомстве

4. Определение вероятности  рождения потомства с искомыми  признаками

5. Определение доминантности или рецессивности признакаОтветы и решения

Задача 2-1

Ген черной масти у крупнорогатого скота доминирует над геном красной  масти. Какое потомство F1 получится от скрещивания чистопородного черного быка с красными коровами? Какое потомство F2 получится от скрещивания между собой гибридов?

Решение

А – ген черной масти,

а – ген красной масти.

Красные коровы несут рецессивный  признак, следовательно, они гомозиготны по рецессивному гену и их генотип – аа.

Бык несет доминантный  признак черной масти и является чистопородным, т.е. гомозиготным. Следовательно, его генотип –АА.

Гомозиготные особи  образуют один тип гамет, поэтому  черный бык может продуцировать  только гаметы, несущие доминантный  ген А, а красные коровы несут только рецессивный ген а.

Они могут сочетаться только одним способом, в результате чего образуется единообразное поколение  F1 с генотипом Аа.

Гетерозиготы с равной вероятностью формируют гаметы, содержащие гены А и а. Их слияние носит случайный характер, поэтому в F2 будут встречаться животные с генотипами АА (25%), Аа (50%) и аа (25%), то есть особи с доминантным признаком будут составлять примерно 75%.

 

Схема скрещиванияР ♀aa

красные × ♂AA

черный

гаметы     a     A

F1 Aa

100% черные

F1 ♀Aa

черные × ♂Aa

черные

гаметы     A    a     A    a

F2 AA Aa  Aa aa75% черные  25% красные

ОтветПри скрещивании чистопородного черного быка с красными коровами все потомство будет черного цвета. При скрещивании между собой гибридов F1 в их потомстве (F2) будет наблюдаться расщепление: 3/4 особей будет черного цвета, 1/4 – красного.

Задача 2-3

Способность человека ощущать  горький вкус фенилтиомочевины (ФТМ) – доминантный признак, ген которого (Т) локализован в 17-й аутосоме. В семье мать и дочь ощущают вкус ФТМ, а отец и сын не ощущают. Определить генотипы всех членов семьи.

Решение

Отец и сын не ощущают  вкус ФТМ, т.е. несут рецессивный  признак, следовательно, их генотип  – tt.

Мать и дочь ощущают  вкус, значит, каждая из них несет  доминантный ген Т.

Одну хромосому ребенок  получает от отца, другую – от матери. От отца дочь может получить только рецессивный ген t (поскольку он гомозиготен). Следовательно, генотип дочери – Тt.

В потомстве матери есть особь с генотипом tt, следовательно, она также несет рецессивный ген t, и ее генотип – Тt.

Схема бракаР ♀Tt

ощущает

вкус ФТМ × ♂tt

не ощущает

вкус ФТМ

гаметы    T     a    t

F1 Tt

ощущает

вкус ФТМ  tt

не ощущает

вкус ФТМ

ОтветГенотип матери и дочери – Tt, отца и сына – tt.

Задача 2-4

У человека ген, вызывающий одну из форм наследственной глухонемоты, рецессивен по отношению к гену нормального слуха. От брака глухонемой женщины с нормальным мужчиной родился глухонемой ребенок. Определить генотипы всех членов семьи.

Задача 2-5Седая прядь  волос у человека – доминантный  признак. Определить генотипы родителей  и детей, если известно, что у матери есть седая прядь волос, у отца – нет, а из двух детей в семье  один имеет седую прядь, а другой не имеет

Задача 2-6Комолость у  крупного рогатого скота доминирует над рогатостью. Комолый бык Васька был скрещен с тремя коровами. От скрещивания с рогатой коровой Зорькой родился рогатый теленок, с рогатой коровой Буренкой – комолый. От скрещивания с комолой коровой Звездочкой родился рогатый теленок. Каковы генотипы всех животных, участвовавших в скрещивании?

Задача 2-7

У морских свинок ген  мохнатой шерсти (R) доминирует над геном гладкой шерсти (r). Мохнатая свинка при скрещивании с гладкой дала 18 мохнатых и 20 гладких потомков. Каков генотип родителей и потомства? Могли бы у этих свинок родиться только гладкие особи?

Задача 2-8

У овса ранняя спелость доминирует над позднеспелостью. На опытном участке оскрещивания позднеспелого овса с гетерозиготным раннеспелым получено 69134 растения раннего созревания. Определить число позднеспелых растений.

Задача 2-9Плоды томата бывают круглыми и грушевидными. Ген круглой  формы доминирует. В парниках высажена рассада, полученная из гибридных семян. 31750 кустов имели плоды грушевидной  формы, а 92250 – круглой. Сколько было среди выросших кустов гетерозиготных растений?

Решение

 

А – круглая форма,

а – грушевидная форма.

Рассада была получена из гибридных (гетерозиготных) растений. Их генотип – Аа. Расщепление в потомстве, близкое к 3 : 1, подтверждает это предположение.

Среди растений с круглой  формой плодов имеются гетерозиготы (Аа) и гомозиготы (АА). Поскольку в F2 при моногибридном скрещивании наблюдается расщепление по генотипу в пропорции 1 : 2 : 1, то гетерозиготных растений должно быть от общего числа растений с доминантным признаком, т.е. 92290 · 2/3  = 61500, или в 2 раза больше, чем растений с рецессивным признаком: 31750 · 2 = 63500.

ОтветГетерозиготных растений было примерно 62500

Задача 2-10

Одна из форм шизофрении наследуется как рецессивный  признак. Определить вероятность рождения ребенка с шизофренией от здоровых родителей, если известно, что бабушка  со стороны отца и дед со стороны  матери страдали этими заболеваниями.

Решение

Мужчина и женщина здоровы, следовательно, они несут доминантный ген А.У каждого из них один из родителей нес рецессивный признак шизофрении (аа), следовательно, в их генотипе присутствует также рецессивный ген а, и их генотип – Аа.

 

Схема бракаP ♀Aa

здорова × ♂Aa

здоров

гаметы     A    a     A    a

F1 AA

 здоров

25% Aa

 здоров 

25%  Aa

 здоров 

25% aa

 болен 

25%

Вероятность появления  больного ребенка равна 1/4 (число  событий, при котором появляется генотип аа, равно 1, число всех возможных событий равно 4).

Ответ

Вероятность рождения ребенка, больного шизофренией, равна 25% (1/4).

Задача 2-11Фенилкетонурия (нарушение аминокислотного обмена) наследуется как рецессивный  признак. Жена гетерозиготна по гену фенилкетонурии, а муж гомозиготен по нормальному аллелю этого гена. Какова вероятность рождения у них больного ребенка?

Задача 2-12

Ирландские сеттеры  могут быть слепыми в результате действия рецессивного гена. Пара животных с нормальным зрением дала помет  из нескольких щенков, один из которых  оказался слепым. Установить генотипы родителей. Один из зрячих щенят из этого помета должен быть продан для  дальнейшего размножения. Какова вероятность  того, что он гетерозиготен по гену слепоты?

Если в задаче не указано, какой признак является доминантным, а какой рецессивным, его можно  определить, исходя из следующих соображений:

Если при скрещивании  двух организмов с альтернативными  признаками в их потомстве проявляется  только один, то он и будет доминантным.

Если у организма  наблюдается расщепление в потомстве, то он гетерозиготен и, следовательно, несет доминантный признак.

Если у двух родителей, одинаковых по фенотипу, родился ребенок  с отличным от них признаком, то признак, имеющийся у исходных форм, является доминантным.

Задача 2-13

От скрещивания комолого (безрогого) быка с рогатыми коровами получились комолые и рогатые  телята. У коров комолых животных в родословной не было. Какой признак  доминирует? Каков генотип родителей  и потомства?

РешениеУ коров все предки несли тот же признак, значит, они принадлежат к чистой линии и являются гомозиготными.

Потомство F1 не является единообразным, следовательно, в скрещивании участвовали одна или несколько гетерозиготных особей. Поскольку коровы гомозиготны, то гетерозиготным является бык.

Гетерозиготные организмы  при полном доминировании несут  доминантный признак, следовательно, таким признаком является комолость.

Запись скрещивания

А – комолость, а –  рогатость.Р ♀aа

рогатые × ♂Aа

комолый

гаметы     a    A     a

F1 Аa

комолые

50%  аa

рогатые

50%

ОтветДоминантным является признак комолости. Генотип быка – Аа, коров – аа, телят – Аа и аа.

Задача 2-14Дурман, имеющий пурпурные цветы, дал при самоопылении 30 потомков с пурпурными и 9 с белыми цветами. Какие выводы можно сделать о наследовании окраски цветов у растений этого вида? Какая часть потомства F1 не даст расщепления при самоопылении?

22При скрещивании серых мух друг с другом в их потомстве F1 наблюдалось расщепление. 1392 особи были серого цвета и 467 особей – черного. Какой признак доминирует? Определить генотипы родителей.